SYSTEMES D’INFORMATION GEOGRAPHIQUE – COURS ET TRAVAUX PRATIQUES

AVANT PROPOS

Parce que les systèmes d’information géographique (SIG) intègrent progressivement l’héritage de la production cartographique classique, ils sont souvent assimilés ou réduits à des outils de cartographie assistée par ordinateur. Parce qu’ils reposent nécessairement sur la technologie informatique, ils sont aussi parfois assimilés à des ordinateurs spécialisés, à leurs périphériques et à leurs données.

En réalité, la dimension technique, économique et sociale des SIG va bien au-delà de ces aspects concrets et visibles de leurs activités, et il est important de recadrer celles-ci en rappelant les concepts généraux qui sont à la base des SIG.

Voici donc un polycopié à l’évidence utile. Il est consacré à l’étude des différents concepts autour de l’information géographique. Il prend en compte le fait que les étudiants seront confrontés lors de leurs futures activités à des problématiques de gestion d’information géographique.

Le polycopié présente les différentes clés qui leur permettront de remplir soit des fonctions techniques autour du SIG soit de gérer des projets traitant de données géographiques sans avoir à les manipuler (gestion de prestataires, maîtrise d’ouvrage, management d’équipe SIG, composante SIG d’un projet plus général, etc.).

Ainsi à l’issue de ce cours, les étudiants seront capables de:

• Comprendre la notion de l’information géographique numérique
• Comprendre les concepts de bases des SIG
• Découvrir les fonctionnalités des SIG
• Utiliser efficacement les outils SIG de traitements de données urbaines mis à leur disposition dans le cadre de leur vie professionnelle
• Découvrir la variété de domaines d’application
• Pratiquer sur le logiciel SIG Map Info

Pour illustrer les différents concepts abordés en cours, les TPs réalisés sous MapInfo permettent de se confronter concrètement aux concepts et aux respects de certains principes communs à tous les logiciels de gestion de l’information géographique.

1ère Partie SIG : Notions fondamentales

I. CONCEPTS FONDAMENTAUX DES SYSTEMES D’INFORMATIONS GEOGRAPHIQUES

Dans cette partie, il nous est apparu utile d’introduire quelques notions essentielles sur les systèmes d’information géographique. Le concept de système d’information géographique (SIG) est apparu dans les années 1960-1970. Depuis ce temps, des définitions plus ou moins similaires et cohérentes ont fait leur apparition. Afin de bien situer le rôle et l’usage d’un SIG, nous allons également en préciser sa définition. Signalons qu’il n’existe pas encore une définition claire et communément admise par l’ensemble de la communauté scientifique. La plupart des définitions citées sont plutôt d’ordre général et couvrent un large spectre de sujets et d’activités.

I.1 DEFINITIONS

Un système d’information géographique (SIG) est un système informatique permettant à partir de diverses sources, de rassembler et organiser, de gérer, d’analyser et de combiner, d’élaborer et de présenter des informations localisées géographiquement contribuant notamment à la gestion de l’espace.

Un système d’information géographique est aussi un système de gestion de base de données pour la saisie, le stockage, l’extraction, l’interrogation, l’analyse et l’affichage de données localisées.

C’est un ensemble de données repérées dans l’espace, structuré de façon à pouvoir en extraire commodément des synthèses utiles à la décision.

Un système d’information géographique, comme le monte la figure 1.1, est un ensemble d’équipements informatiques, de logiciels et de méthodologies pour la saisie, la validation, le stockage et l’exploitation de données, dont la majorité est spatialement référencée, destinée à la simulation de comportement d’un phénomène naturel, à la gestion et l’aide à la décision.

Un système d’information géographique peut être aussi défini par les questions auxquelles il apporte des réponses: Où ? Quoi ? Comment ? Quand ? Et si?

(http://seig.ensg.ign.fr/)

Où se trouve l’échangeur ? Où ? Où cet objet, ce phénomène se trouve-t-il ?

Plus généralement, où se trouvent tous les objets d’un même type ?

Cette interrogation permet de mettre en évidence la répartition spatiale d’un objet.

Quel est le nom de l’autoroute ? Quoi ? Que trouve-t-on à cet endroit ?

Il s’agit de mettre en évidence tous les objets ou phénomènes présents sur un territoire donné.

Comment est organisée la circulation?

Comment ? Quelles relations existent ou non entre les objets et les phénomènes ?

C’est la problématique de l’analyse spatiale.

Depuis quand cette bretelle est-elle en service ?

Quand ? A quel moment des changements sont intervenus?

Quels sont l’âge et l’évolution de tel objet ou phénomène ?

C’est la problématique de l’analyse temporelle.

Si l’autoroute s’élargi, quelles sont les populations qui risquent d’être le plus touchées (population à moins de 300 mètres de l’autoroute) ?

Et si ? Que se passerait-il si tel scénario d’évolution se produisait ?

Quelles conséquences affecteraient les objets ou phénomènes concernés du fait de leur localisation ?

Un SIG répond à 5 fonctionnalités (les 5 A) :

• Abstraction: modélisation de l’information,
• Acquisition: récupérer l’information existante, alimenter le système en données,
• Archivage: stocker les données de façon à les retrouver et les interroger facilement,
• Analyse: réponses aux requêtes, cœur même du SIG,
• Affichage: restitution graphique.

En d’autres termes, un SIG est un environnement informatisé d’analyse d’une information spatiale numérisée.

I.2 STRUCTURE D’UN SIG

La figure 1.2 met en évidence quatre groupes de fonctionnalités au-dessous d’une couche d’applications: l’acquisition des données géographiques d’origines diverses, la gestion pour le stockage et la recherche des données, l’analyse spatiale pour le traitement et l’exploitation et enfin la présentation des résultats sous forme cartographique.

I.3 FONCTIONNALITES D’UN SIG

Un SIG complet, permettra non seulement de dessiner puis tracer automatiquement le plan, mais en outre :

• De disposer les objets dans un système de référence géographique, de les convertir d’un système à un autre.
• De rapprocher entre elles deux cartes (deux plans) de sources différentes, de faciliter leur superposition comme c’est illustré dans la figure 1.3.

De corriger certains contours de la moins fiable en reprenant les coordonnées correspondantes de la plus fiable.

• D’extraire tous les objets géographiques situés à une distance donnée, d’un carrefour, d’une route ou des rives d’un lac.
• D’extraire tous les objets situés dans un périmètre donné comme c’est présenté dans la

• De fusionner tous les objets ayant une caractéristique commune, par exemple les parcelles adjacentes ayant la même densité de surface bâtie.
• De déterminer, sur un réseau, l’itinéraire le plus court pour aller d’un point à un autre.

Au sommaire

Avant propos

1^ère Partie : SIG : Notions fondamentales

I. Concepts fondamentaux des systèmes d’informations géographiques

I.1 Définitions
I.2 Structure d’un SIG
I.3 Fonctionnalités d’un SIG
I.4 Les données dans les SIG
I.4.1 Modes d’acquisition de données
I.4.2. Types de données dans un SIG
I.4.2.1 Données spatiales
I.4.2.2 Données associées
I.4.3. Modes de données dans les SIG
I.4.3.1 Mode vecteur
I.4.3.2 Mode raster
I.5. Domaines d’application des SIG
1.6. Mise en place d’un SIG

2^ème Partie : Travaux pratiques : Prise en main de MAPINFO

2.1 Choix et fonctions du SIG Mapinfo
TP 01 : Découvrir Mapinfo
TP N°02 : Calage et affichage d’une carte
TP N°03 : Création de nouvelle couche
TP N°04 : Création d’objets dans une table
TP N° 05 : Modification de la géométrie d’un objet
TP N°06 : Chargement de la base de données
TP N°07 : Mise en forme d’une carte
I. Etiquetage d’une carte
II. Analyse thématique
TP 08 : Requêtes et langage SQL
TP 09 : Extraction des coordonnées
TP N°10 : Mise en page et impression d’une carte
TP N°11 : Superposition de deux cartes de projections différentes dans un SIG
Références bibliographiques